Stal do nawęglania 20HNM / 1.6523 / 1.6526 opis Alfa-Tech

Stal 20HNM, 22HNM stal do nawęglania stopowa chromowo-niklowo-molibdenowa stal konstrukcyjna PN-89/H-84030.02 20NiCrMo2-2, 1.6523, 1.6522, 1.6526, 20NiCrMo2, 21NiCrMoS2, 8620H, 20NCD2

Porównanie skład chemicznego 20HNM, 22HNM z zamiennikami 20NiCrMo2-2, 1.6523, 1.6522, 1.6526, 20NiCrMo2, 21NiCrMoS2, 20NCD2, 8620H

Skład chemiczny w %
Gatunek Stali	Norma	C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Mo	V	W	Cu	Inne
20HNM	PN	0.17–0.23	0.6–0.9	0.17–0.37	max 0.035	max 0.035	0.35–0.65	0.35–0.75	0.15–0.25	–	–	max 0,3	–
22HNM	PN	0.19–0.25	0.6–0.9	0.17–0.37	max 0.035	max 0.035	0.35–0.65	0.35–0.75	0.15–0.25	–	–	max 0,3	–
20HNMA PN-89/H-84030.8	PN	0.17–0.23	0.6–0.9	0.10–0.25	max 0.030	max 0.030	0.35–0.65	0.40–0.70	0.15–0.25	–	–	max 0,2	Al 0,02–0,05
20NiCrMo2-2, 21NiCrMo2, 1.6523	EN	0.17–0.23	0.65–0.95	max 0.4	max 0.025	max 0.035	0.35–0.70	0.4–0.7	0.15–0.25	–	–	–	–
20NiCrMo2F, 20NiCrMo2, 1.6522	ISO	0.17–0.23	0.60–0.95	max 0.4	max 0.025	max 0.030	0.35–0.65	0.4–0.7	0.15–0.25	–	–	max 0.3	Al max 0.05
20NCD2, 20 NCD 2	AFNOR	0.17–0.23	0.65–0.95	0.10–0.35	max 0.03	max 0.025	0.40–0.65	0.4–0.7	0.15–0.25	–	–	–	Al max 0.02
20NiCrMoS2-2, 21NiCrMoS2, 1.6526	DIN	0.17–0.23	0.65–0.95	max 0.4	max 0.025	0.02–0.04	0.35–0.70	0.4–0.7	0.15–0.25	–	–	–	–
20HGNM, 20ChGNM, 20KhGNM, 20ХГНМ	GOST	0.18–0.23	0.7–1.1	0.17–0.37	max 0.035	max 0.035	0.4–0.7	0.4–0.7	0.15–0.25	max 0.05	max 0.2	max 0.3	N max 0.008, Ti max 0.03
J1268, AISI 8620H, 8620 H, UNS H86200	SAE	0.17–0.23	0.60–0.95	0.15–0.35	max 0.035	max 0.040	0.35–0.65	0.35–0.75	0.15–0.25	–	–	–	–

Stal 20HNM i 22HNM – (20NiCrMo2-2, 8620H, 1.6523, 1.6522, 1.6526, 20NiCrMo2, 21NiCrMoS2, 20NCD2) opis, zastosowanie i właściwości

Stal 20HNM i 22HNM to niskostopowe konstrukcyjne stale przeznaczone do obróbki cieplno-chemicznej, głównie nawęglania i ulepszania cieplnego. Stale te łączą dobrą hartowność, wysoką wytrzymałość rdzenia po ulepszaniu cieplnym i doskonałą odporność powierzchni na ścieranie po nawęglaniu.

Właściwości mechaniczne po obróbce:

Twardość powierzchni po nawęglaniu i hartowaniu: 58–62 HRC
Wytrzymałość na rozciąganie (rdzeń po ulepszaniu): 800–1000 MPa
Dobra ciągliwość i udarność rdzenia
Zwiększona hartowność dzięki obecności Cr, Ni i Mo

Zastosowanie:

Stal 20HNM i 22HNM stosuje się tam, gdzie wymagana jest bardzo twarda, odporna na zużycie powierzchnia oraz wytrzymały i ciągliwy rdzeń. Typowe zastosowania:

Wały i czopy napędowe
Koła zębate, korony zębate, wieńce przekładni
Tuleje, sworznie, wałki rozrządu
Elementy przekładni i mechanizmów wymagające odporności na ścieranie
Części maszyn i pojazdów narażone na obciążenia zmienne i udarowe

Przeznaczenie technologiczne:

Do nawęglania: głębokość nawęglonej warstwy do 1.5 mm
Do ulepszania cieplnego: dobra stabilność wymiarowa
Możliwość zastosowania azotowania po nawęglaniu (dla zwiększenia trwałości)
Dobrze spawalna tylko w stanie wyżarzonym normalizująco – po nawęglaniu spawanie odradzane.

Oto uzupełniona i uporządkowana część opisu stali 20HNM (i jej odpowiedników), rozszerzona o ogólne właściwości mechaniczne oraz szczegółowe informacje dotyczące obróbki cieplnej. Treść została tak skonstruowana, by nadawała się bezpośrednio do publikacji na stronie technicznej lub produktowej:

Ogólne właściwości mechaniczne stali 20HNM i odpowiedników 22HNM, 20NiCrMo2-2, 1.6523, 8620H, 1.6522, 1.6526, 20NiCrMo2, 21NiCrMoS2, 20NCD2

Stal 20HNM charakteryzuje się zrównoważonym połączeniem wytrzymałości i plastyczności, co czyni ją materiałem chętnie wybieranym do elementów pracujących pod zmiennym i udarowym obciążeniem.

Parametr	Zakres wartości
Wytrzymałość na rozciąganie (Rm)	660 – 1160 MPa
Granica plastyczności (Re)	470 – 560 MPa
Praca łamania (KU2)	25 – 30 J
Wydłużenie względne (A)	9 – 11%
Twardość w stanie wyżarzonym	max 229 HB
Gęstość	7,85 g/cm³

Obróbka cieplna stali 20HNM – procesy, temperatury i chłodzenie

Proces	Temperatura (°C)	Chłodzenie	Cel technologiczny
Wyżarzanie normalizujące	860 – 900	powietrze	Uzyskanie drobnoziarnistej struktury i jednorodnych własności mechanicznych
Wyżarzanie zmiękczające	650 – 700	powolne w piecu	Obniżenie twardości, ułatwienie skrawania
Nawęglanie	880 – 950	–	Wzbogacenie powierzchni w węgiel, poprawa odporności na ścieranie
Węgloazotowanie	860 – 930	–	Nasycenie powierzchni węglem i azotem dla zwiększenia trwałości
Pierwsze hartowanie po nawęglaniu	860 – 900	olej lub woda	Uzyskanie martenzytycznej struktury warstwy nawęglonej
Wyżarzanie odprężające po nawęglaniu	660 – 680	powolne w piecu	Redukcja naprężeń po hartowaniu nawęglonej warstwy
Drugie hartowanie po nawęglaniu	810 – 830	olej lub woda	Poprawa struktury rdzenia i właściwości mechanicznych
Odpuszczanie	150 – 200	powietrze	Stabilizacja struktury, osiągnięcie wymaganej twardości końcowej

Właściwości po obróbce cieplnej stali 20HNM

Po prawidłowo przeprowadzonym cyklu nawęglania i hartowania stal 20HNM wykazuje bardzo dobre właściwości użytkowe – łącząc twardą i odporną na zużycie powierzchnię z plastycznym i ciągliwym rdzeniem.

Parametr techniczny	Typowa wartość / zakres
Twardość warstwy nawęglonej	58 – 62 HRC (w zależności od medium chłodzącego)
Głębokość efektywna nawęglenia	0.8 – 1.5 mm (typowo do 1.2 mm przy standardowym cyklu)
Twardość rdzenia po ulepszaniu cieplnym	27 – 32 HRC (ok. 850 – 950 MPa)
Mikrostruktura warstwy powierzchniowej	Martenzyt wysokowęglowy, drobnoigiełkowy
Mikrostruktura rdzenia	Martenzyt niskowęglowy lub bainityczno-martenzytyczna (po drugim hartowaniu)
Odporność na ścieranie	Bardzo wysoka (po nawęglaniu i odpuszczaniu)
Odporność rdzenia na udary	Wysoka, szczególnie przy precyzyjnym odpuszczaniu rdzenia
Stabilność wymiarowa po cieple	Dobra, przy zachowaniu pełnego cyklu (hartowanie + odpuszczanie)

W celu uzyskania optymalnych parametrów zaleca się chłodzenie w oleju hartowniczym o wysokiej zdolności chłodzenia, a następnie niskotemperaturowe odpuszczanie warstwy nawęglonej (150–200°C), które zapewni twardość powyżej 58 HRC oraz strukturę martenzytyczną z możliwym udziałem austenitu szczątkowego.

Asortyment stali 20HNM i odpowiedników (1.6523 / 1.6522 / 1.6526 / 20NiCrMo2-2)

Stale konstrukcyjne do nawęglania, takie jak 20NiCrMo2-2, 1.6523, 1.6522, 1.6526, 20NiCrMo2, 21NiCrMoS2, 8620H, 20NCD2, są dostępne w następujących formach handlowych:

Rodzaj wyrobu	Opis techniczny
Pręty walcowane	Okrągłe pręty walcowane na gorąco, w zakresie średnic od Ø20 do Ø300 mm
Pręty kute	Pręty kutego przekroju dla większych średnic – od Ø80 do Ø600 mm
Płaskowniki	Płaskowniki walcowane lub kute
Odkuwki	Na zamówienie – wały z czopami, pierścienie, tuleje obrabiane z odkuwek

Inne stale do nawęglania

Pozostałe stale konstrukcyjne stopowe

stale konstrukcyjne stopowe do nawęglania
stal konstrukcyjna stopowa do azotowania
stal konstrukcyjna stopowa sprężynowa
stale konstrukcyjne stopowe łożyskowe
stal konstrukcyjna stopowa do ulepszania cieplnego
stal konstrukcyjna stopowa do pracy w podwyższonych temperaturach – stal kotłowa